亜鉛サイクル

自然の循環

リソスフェア

地殻中の亜鉛含有鉱物は、主に閃亜鉛鉱やウルツ鉱などの硫化物、およびスミソナイトなどの炭酸塩として存在します。亜鉛鉱物は、風化や人間の活動を通じて陸上環境に流入します。 ^[1]亜鉛は植物や他の生物によって使用され、その後水生システムに入り、堆積物に沈殿するか、最終的に海洋に入ります。

海洋

亜鉛は海洋微量栄養素で、深海で高濃度になる傾向があり、南極海の湧昇現象中に珪藻類の繁殖によって有機亜鉛に変換され、食物連鎖に入ります。^{[2]亜鉛は海底に沈み、}海洋堆積物の沈み込みによってマントルに戻ります。^[3]

亜鉛の循環は歴史的に、亜鉛鉱床の断続的な変化によって特徴づけられてきました。超大陸の形成や分裂、火山活動の活発な時期など、地球規模の大きな出来事は、岩石圏に新たな亜鉛鉱床を生み出す傾向があります。これらの出来事の合間には、亜鉛は生物圏を低い変化率で循環する傾向があります。^[4]

人為的影響

亜鉛の循環に対する人為的影響は大きく、亜鉛は真鍮や洋白などの金属合金、鋼の亜鉛メッキ、酸化亜鉛などの亜鉛化合物に使用する鉱物資源として、年間9800 Gg ^[1]の割合で採掘されています。産業用途からの亜鉛廃棄物の半分は尾鉱とスラグから、残りは亜鉛金属の酸化と埋立地廃棄物から生じます。科学者は、人間の使用のために採掘された亜鉛の85％がまだ使用されていると推定しており、そのため埋立地に廃棄される亜鉛廃棄物の量は増加すると予想されています。^[5]

亜鉛は肥料に含まれる微量栄養素で、農業サイクルにおいて年間21Ggを占めています。市販の肥料には36%もの亜鉛が含まれています。^[6]農業システムに入る亜鉛のうち、人間が消費する作物で除去されるのはごく一部で、大部分は肥料や堆肥としてリサイクルされ、土壌に蓄積されます。^[7]

参考文献

^ abc Rauch, Jason N.; Pacyna, Jozef M. (2009). 「地球の Ag、Al、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn サイクル」Global Biogeochemical Cycles . 23 (2). Bibcode :2009GBioC..23.2001R. doi : 10.1029/2008GB003376 . ISSN 1944-9224.
^ Conway, Tim M.; John, Seth G. (2014). 「北大西洋における亜鉛および亜鉛同位体の生物地球化学的循環」Global Biogeochemical Cycles . 28 (10): 1111– 1128. Bibcode :2014GBioC..28.1111C. doi : 10.1002/2014gb004862 . ISSN 0886-6236.
^ Plank, Terry; Langmuir, Charles H. (1998). 「沈み込む堆積物の化学組成と地殻およびマントルへの影響」.化学地質学. 145 ( 3– 4): 325– 394. Bibcode :1998ChGeo.145..325P. doi : 10.1016/S0009-2541(97)00150-2 . ISSN 0009-2541.
^ Thiart, Christien; de Wit, Maarten J. (2006)、「初期大陸地殻の金属賦存量をフィンガープリントして地球規模の鉱化の長期的変化をテストする」、初期地球の大気、水圏、生物圏の進化 - 鉱床からの制約、アメリカ地質学会、doi :10.1130/2006.1198(03)、ISBN 978-0-8137-1198-0
^ Gordon, RB; Lifset, RJ; Bertram, M.; Reck, B.; Graedel, TE; Spatari, S. (2004). 「亜鉛はどこへ向かうのか: ストックとフローのプロジェクト、パート2」JOM . 56 (1): 24– 29. Bibcode :2004JOM....56a..24G. doi :10.1007/s11837-004-0266-4. ISSN 1543-1851. S2CID 129908307.
^ Franklin, RE; Duis, Lori; Brown, Richard; Kemp, Thomas (2005). 「選択された肥料および微量栄養素源物質の微量元素含有量」. Communications in Soil Science and Plant Analysis . 36 ( 11– 12): 1591– 1609. doi :10.1081/CSS-200059091. ISSN 0010-3624. S2CID 94917076.
^ Moolenaar, Simon W. ( 1999). 「重金属バランス、パート II: ヨーロッパの農業生態系におけるカドミウム、銅、鉛、亜鉛の管理」。Journal of Industrial Ecology。3 (1): 41– 53。doi : 10.1162 /108819899569386。ISSN 1530-9290。S2CID 129280091 。

[:0-1] Rauch, Jason N.; Pacyna, Jozef M. (2009). 「地球の Ag、Al、Cr、Cu、Fe、Ni、Pb、Zn サイクル」Global Biogeochemical Cycles . 23 (2). Bibcode :2009GBioC..23.2001R. doi : 10.1029/2008GB003376 . ISSN 1944-9224.

[2] Conway, Tim M.; John, Seth G. (2014). 「北大西洋における亜鉛および亜鉛同位体の生物地球化学的循環」Global Biogeochemical Cycles . 28 (10): 1111– 1128. Bibcode :2014GBioC..28.1111C. doi : 10.1002/2014gb004862 . ISSN 0886-6236.

[3] Plank, Terry; Langmuir, Charles H. (1998). 「沈み込む堆積物の化学組成と地殻およびマントルへの影響」.化学地質学. 145 ( 3– 4): 325– 394. Bibcode :1998ChGeo.145..325P. doi : 10.1016/S0009-2541(97)00150-2 . ISSN 0009-2541.

[4] Thiart, Christien; de Wit, Maarten J. (2006)、「初期大陸地殻の金属賦存量をフィンガープリントして地球規模の鉱化の長期的変化をテストする」、初期地球の大気、水圏、生物圏の進化 - 鉱床からの制約、アメリカ地質学会、doi :10.1130/2006.1198(03)、ISBN 978-0-8137-1198-0

[5] Gordon, RB; Lifset, RJ; Bertram, M.; Reck, B.; Graedel, TE; Spatari, S. (2004). 「亜鉛はどこへ向かうのか: ストックとフローのプロジェクト、パート2」JOM . 56 (1): 24– 29. Bibcode :2004JOM....56a..24G. doi :10.1007/s11837-004-0266-4. ISSN 1543-1851. S2CID 129908307.

[6] Franklin, RE; Duis, Lori; Brown, Richard; Kemp, Thomas (2005). 「選択された肥料および微量栄養素源物質の微量元素含有量」. Communications in Soil Science and Plant Analysis . 36 ( 11– 12): 1591– 1609. doi :10.1081/CSS-200059091. ISSN 0010-3624. S2CID 94917076.

[7] ^ Moolenaar, Simon W. ( 1999). 「重金属バランス、パート II: ヨーロッパの農業生態系におけるカドミウム、銅、鉛、亜鉛の管理」。Journal of Industrial Ecology。3 (1): 41– 53。doi : 10.1162 /108819899569386。ISSN 1530-9290。S2CID 129280091 。